DZ∕T 0411-2022 浅层地下水连续多通道管监测井建设规程（正式版）

中华人民共和国地质矿产行业标准2022-08-24发布I前言 1范围 12规范性引用文件 13术语和定义 14总体要求 15设计 25.1一般规定 25.2设计书内容 26钻探施工 36.1钻前准备 36.2钻进 36.3泥浆 36.4取芯及编录 47监测井管材 47.1管材性能及结构 47.2管材拉直 47.3进水窗口定位 57.4进水窗口开设 57.5止水塞安装与包网 57.6管底安装 57.7扶正器安装 57.8重锤安装 58成井 68.1测井 6 68.3下管 68.4围填滤料 68.5止水 78.6洗井 88.7封孔 88.8地下水采样 8 99.1监测井保护 99.2监测仪器安装 9 11施工安全与环保 Ⅱ11.1施工安全 12.2资料归档 附录A(规范性)浅层地下水连续多通道管监测井建设用表 Ⅲ本文件按照GB/T1.1—2020《标准化工作导则第1部分：标准化文件的结构和起草规则》的规定起草。本文件由中华人民共和国自然资源部提出。本文件由全国自然资源与国土空间规划标准化技术委员会(SAC/TC93)归口。本文件起草单位：中国地质调查局水文地质环境地质调查中心、中国地质环境监测院、中国地质调查局发展研究中心、北京市地质工程勘察院。本文件主要起草人：李小杰、郑继天、叶成明、李文鹏、解伟、杜子图、孟晖、张磊、地下水监测井建造质量直接影响地下水勘查和监测结果。与其他多层监测井相比，连续多通道管监测井具有监测目的层多、监测目的层定位精确、分层成井难度小等特点。国内在浅层地下水连续多通道管监测井设计、钻探、成井、质量保障方面没有统一的要求，监测井的建造质量参差不齐。鉴于此，有必要制定《浅层地下水连续多通道管监测井建设规程》,以统一连续多通道管监测井设计、施工、验收等标准，保障地下水勘查和地质环境保护等工作对连续多通道管监测井的建井要求。1浅层地下水连续多通道管监测井建设规程本文件规定了浅层地下水连续多通道管监测井的设计、钻探施工、管材、成井、监测井保护与监测仪本文件适用于浅层地下水连续多通道管监测井的设计、施工、验收与管理。2规范性引用文件下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中，注日期的引用文件，仅该日期对应的版本适用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本(包括所有的修改单)适用于本GB/T13663.1—2017给水用聚乙烯(PE)管道系统第1部分：总则GB50027—2001供水水文地质勘察规范AQ2004—2005地质勘探安全规程CJJ/T13—2013供水水文地质钻探与管井施工操作规程DZ/T0064(所有部分)地下水质检验方法DZ/T0148—2014水文水井地质钻探规程DZ/T0181水文测井工作规范DZ/T0273—2015地质资料汇交规范DZ/T0309—2017地质环境监测标志3术语和定义下列术语和定义适用于本文件。地表以下60m深度范围内的地下水。经挤出机一次挤塑成型且具有多个(一般3个～7个)独立通道的高密度聚乙烯(HDPE)管，一般单根长度为30m～60m。4总体要求4.1连续多通道管监测井设计前，应进行现场踏勘，充分收集、掌握工区范围内水文地质资料。24.2应依据设计要求选用适合的钻井材料和设备，采用合理的方法与工艺，确保工程质量。4.3应根据监测目的、地层情况、水质监测取样方法以及经济性等选择连续多通道管材的规格。4.4连续多通道管监测井监测目的层由浅到深、自上而下分别规定为1层、2层到N层(N≤7)。4.5连续多通道管监测井的钻孔施工应全孔取芯，水文地质资料齐全的地区，可采用捞取岩样和物探测井相结合的方法，确定监测井每个监测目的层位置及围填滤料、止水深度。4.6连续多通道管监测井建设流程：资料收集与分析→踏勘→监测井设计→确定井位→钻进→物探测井→准备成井管材→安装井管→分层围填滤料→分层止水→洗井→封孔→地下水采样→安装井口保护装置及监测仪器。5设计5.1一般规定5.1.1钻探施工前应编写单孔设计和施工组织设计，并按规定进行审查。5.1.2施工过程中，若发现设计与实际情况不符，应及时按相关规定履行变更手续，未经同意不应擅自5.2设计书内容5.2.1单孔设计单孔设计包括下列内容：a)监测井建设目的；b)地层结构和水文地质条件；e)钻进方法和钻探设备的选择；f)钻进技术参数；g)取芯方法及要求；h)测井方法及要求；j)不同进水窗口下入深度；k)下管方法及要求；1)分层围填滤料的位置及方法；m)分层止水的位置及方法；o)采样方法及要求；p)井口保护及仪器安装要求；5.2.2施工组织设计施工组织设计包括下列内容：3件、气候和生活条件，重点说明影响钻探施工的主要地质因素；b)施工目的与要求：监测井布置与工作量、工程质量指标、采样与观测要求等；c)钻探技术设计：监测井结构、冲洗介质、成井工时提出供电方法与要求；f)施工期限与费用预算：施工进度计划，施工组织形式、工期要求，技术经济指标测算，并编制费用预算；控预案等。6钻探施工6.1钻前准备6.1.3钻机、钻具及成井材料进场前应进行清洗，现场储存钻具、成井材料应6.1.4钻探设备进场前应做到“三通一平”。钻机安装时远离高压电线等危险因素，钻塔与高压电线之间的安全距离参照CJJ/T13—2013中4.1.2执行。6.1.5钻探设备应配套齐全、性能可靠，个人防护和安全设施齐全。6.1.6钻探设备安装完成后，应进行技术交底和安全交底，交底应详尽、有针对性，如有疑问及时解答，参加人员签字并留有记录。6.1.7准备钻进、成井、洗井、验收等表格。钻进记录表参照DZ/T0148—2014附录中附表A.1执行，其他表格按照本文件附录A执行。6.2钻进6.2.1宜采用先取芯后扩孔的施工工艺。6.2.3开孔应轻压慢转，严格按防斜措施钻进。钻孔孔斜不应大于1°。6.2.4根据地层情况选用不同的钻进方法和相应的钻进参数，具体可参照DZ/T0148—2014中第8至10章执行。6.2.5钻进过程中，应经常进行机械设备、工序操作6.2.6终孔后和下管前应分别校正孔深，孔深误差应小于1%。6.3泥浆6.3.1稳定地层应采用清水钻进，非稳定地层应使用无固相或低固相泥浆钻进，或者采用全孔套管护壁钻进。6.3.2泥浆的选择、使用应满足绿色勘查要求。6.3.3不应使用污染水和有毒有害添加剂材料。46.3.4钻进过程中，应随时记录泥浆的漏失情况。保持孔口液面高度，防止井壁坍塌。6.3.5泥浆的类型及配置参照DZ/T0148—2014中第12章执行。6.4取芯及编录6.4.2取芯及编录参照DZ/T0148—2014中第11章执行。7监测井管材7.1管材性能及结构7.1.1管材应无毒、无味、抗腐蚀，溶于水中的有害物质含量符合GB/T13663.1中第5章要求。7.1.2管材常见结构见图1。图1连续多通道管常见结构图7.1.4管壁厚度不小于3.5mm,间隔筋板厚度不小于1mm。7.1.6抗拉、抗压强度满足成井深度要求。7.2管材拉直7.2.1成品连续多通道管材为盘管形式，成井前应将盘管展开、拉直。7.2.2拉直方法：盘管展开后，在连续多通道管材两端分别设置牢固的地锚，将管材两端固定在地锚上，通过紧绳器或手拉葫芦施加拉力将管材牵引拉直。7.2.3牵引拉直的时间一般不应少于48h,如果有阳光照射且环境温度超过30℃,牵引拉直的时间可5降低至24h左右。7.3进水窗口定位7.3.1应根据钻探取芯记录及测井解译资料确定监测目的层以及进水窗口位置。7.3.2应按照管材外侧的尺寸刻度，自管材底端依次丈量、标记每个进水窗口位置，并认真校核。7.3.3原则上，每个监测目的层设置一个进水窗口，位置在监测目的层中部。进水窗口宽度宜略小于单个通道横截面最大宽度，进水窗口长度一般为15cm～30cm。洗井困难的地层可加大进水窗口尺寸或增加进水窗口数量。7.4进水窗口开设7.4.1应采用专用开孔器具开设进水窗口。7.4.2将专用开孔器具的刻度线对准管材基线，使用专用开孔钻头钻穿管壁。7.4.3钻穿进水窗口上下两端管壁后，采用专用剪刀剪开管壁。钻穿和剪开管壁时，应小心谨慎，防止伤害间隔筋板7.5止水塞安装与包网7.5.1先安装通道止水塞，后包网。将止水塞通过进水窗口塞入通道，并使用工具将其胀紧，防止漏水。7.5.2依据监测目的层颗粒粒径确定进水窗口包滤网的规格。中粗砂地层或基岩地层，宜包60目滤网；细砂地层宜包80目滤网；粉细砂及粉土地层，宜包120目滤网。7.5.3进水窗口所包滤网应为不锈钢网。7.5.4使用连续多通道管专用卡箍固定滤网。7.5.5当监测井深度小于或等于50m时，通道止水与包网工作可在地表完成；当监测井深度大于50m时，通道止水与包网工作应下管时在井口完成。7.6管底安装7.6.1在连续多通道管底端安装专用管底。7.6.2将专用管底插入连续多通道管底端，用卡箍固定，并用铆钉加固。卡箍和铆钉应为不锈钢材质。7.7扶正器安装7.7.1扶正器间距以15m～30m为宜。7.7.2在管材底部应安装扶正器，防止下管过程中管材底部刮蹭孔壁。7.7.3扶正器直径以小于钻孔直径4cm～6cm为宜，长度以40cm～60cm为宜。7.7.4宜采用半合式扶正器，用螺栓将其紧固在管材外侧。扶正器应为不锈钢材质。7.8重锤安装7.8.1应在管底加装重锤，减小下管过程中管材浮力的影响。7.8.2成井深度小于50m时，重锤质量宜为5kg～10kg;成井深度50m～100m时，重锤质量宜为7.8.3重锤宜采用圆钢加工，也可采用混凝土或其他材料。7.8.4可在连续多通道管最下一层封隔段至管底之间的通道上，钻1个～3个进水孔，便于泥浆进入通道。68.1.1连续多通道管监测井钻进至设计深度后应进行水文物探测井。8.1.3测井成果曲线比例尺应大于1:200,以1:100为宜。8.1.4水文物探测井参照DZ/T0181执行。8.1.5根据自然电位、视电阻率、天然放射性三条测井曲线解译结果，结合钻探取芯或捞取岩土样资料，确定含水层及隔水层位置、厚度等参数，以及进水窗口位置。8.2.1将冲孔钻具下放到孔底，大泵量冲孔排渣。8.2.2待孔底岩渣排除后，用低密度泥浆逐步替换孔内高密度泥浆，应将泥浆黏度降低至20s～22s,密度降低至1.1g/cm³~1.15g/cm³。冲孔换浆后，孔底沉渣厚度宜小于0.5m。8.2.3冲孔、排渣、换浆结束后，进行探孔。探孔宜采用钢制探孔器，探孔器长度为钻孔直径的20～30倍，直径较钻孔直径小20mm～30mm。经探孔确认钻孔圆直、畅通无阻，且孔深无误后，方可下管。8.3.1探孔结束后，提出孔内钻具和探孔器，即刻开始下管作业。8.3.2地层条件简单、洗井容易的钻孔，应采用一次下管法，下管方法见8.3.3至8.3.9。8.3.3宜采用人工或机械下压法下管。8.3.4将准备好的连续多通道管，按照深层进水窗口到浅层进水窗口的顺序(N→1),依次下入孔内。下管至每一个进水窗口位置(监测目的层)时，在孔口安装该监测层位的通道止水塞并包网。8.3.5下管应一次到位，不应中途长时间停顿。若下管中途遇阻，不应强拉硬压，可上下提动或转动，若效果不明显，应提出井管，清除孔内障碍，降低井管浮力后再行下管。采用遇水膨胀橡胶止水的连续多通道管监测井，下管前应将遇水膨胀橡胶安装到位(安装方法见8.5.3),应尽量缩短下管时间，防止膨胀橡胶在下管过程中膨胀。8.3.6下管过程中，应密切关注孔内返浆情况，保持井口泥浆液面平衡，以防塌孔及管材上浮。8.3.7下管过程中，应保持连续多通道管处于钻孔中心，防止扶正器刮蹭孔壁。8.3.8下管到预定深度后，人工或使用钻机卷扬等将连续多通道管拽拉、扶正，使其处于钻孔中心。8.3.9地面以上预留连续多通道管0.5m～1m,便于安装井口保护装置。8.3.10地层条件复杂、洗井困难地层或有特殊要求的监测井，可采用二次下管法。先在钻孔内下入外8.4围填滤料8.4.2滤料运输和存储时应防止外部杂质混入，避免污染。8.4.3滤料使用前应进行冲洗。8.4.4滤料规格、厚度参照GB50027—2001中第5章执行。78.4.5滤料高度宜超过含水层顶板，高出进水窗口0.5m～2m。单层滤料的高度不宜小于1m。8.5.1.3采用膨润土水泥浆止水时，在滤料面封填1m～3m黏土球，下灌注导管距黏土球封填面50cm～80cm处，灌注膨润土水泥浆，灌浆过程中，随时测量、提升灌注导管，确保水泥浆充填到位。水泥浆高度一般应高于止水层位顶板高度2m～3m。优质黏土、膨润土和水泥比例以5:1:1为宜。a)宜采用不影响地下水水质，膨胀比大于100%,水化膨胀时间大于30min,粒径为15mm左右b)止水隔水层段厚度一般不小于3m;c)单层止水厚度应大于1.5m,黏土球垂向高度一般应高于止水层位顶板高度2m～3m;止水方法见8.5.2;8不小于3m;d)采用条带式遇水膨胀橡胶止水时，每个通道应安装两组以上止水带；e)条带式遇水膨胀橡胶安装时，应在井管上缠绕两圈或三圈，并用铅丝扎紧；f)按照8.5.3e)方法安装其他各组止水带，两组止水带间距应小于0.3m;g)膨胀橡胶两端应设置纵向挡盘，限制其纵向膨胀，挡盘直径应比钻孔口径小10mm～15mm;h)采用胶筒式遇水膨胀橡胶止水时，安装方式可参考条带式遇水膨胀橡胶的安装；i)止水工作完成后，宜等待72h以上，待膨胀橡胶充分膨胀后洗井。8.5.4止水效果检验按照下列要求进行。a)宜采用压水法结合水样的水质分析的方法检验止水效果。b)压水法检验，水压0.05MPa～0.1MPa为宜，由浅至深分层检验。向第一通道压水，测量第二通道水位有无变化；向第二通道压水，测量第三通道水位有无变化；依此类推，至检验完毕。若水位波动幅度不超过5cm,初步说明止水有效。c)在压水法检验的基础上，应通过不同通道内采取水样的水质分析结果，进一步确认止水效果。8.6.1连续多通道管监测井通道直径小，洗井难度大，应反复清洗，每个通道至少清洗5遍。初步洗井结束后，可放置1d～2d,继续清洗。如此反复，直至水清砂净。8.6.2应采用空压机震荡方法洗井，空压机风量以0.1m³/min～1m³/min为宜。8.6.3空压机震荡洗井时，在通道内下入小直径专用送风管，送风管应下到进水窗口位置。反复开关空8.6.4水量小的连续多通道管监测井，可采用边注水、边空压机震荡洗井的方法。8.6.6通道洗井按由浅至深的顺序进行。8.6.8前后两次采样测定的电导率差值小于5%,氧化还原电位差值小于10mV,可结束洗井。8.7封孔8.7.1应采用黏土和水泥封孔。先用黏土回填钻孔与连续多通道管间的环状间隙至地面下2m,再用8.8地下水采样8.8.1洗井结束后，应及时采取各监测目的层中地下水样品。8.8.2根据采样目的和采样质量要求，选择合适的采样器具。检测项包含挥发性有机物时，宜选用小直径气囊泵取样；检测项不包括挥发性有机物时，可选用小直径提桶或惯性泵取样；水位较浅时，也可采用蠕动泵或自吸泵取样。8.8.3水样保存方法参照DZ/T0064执行。99监测井保护与监测仪器安装9.1监测井保护9.1.1井口保护要求应安装监测井井口保护装置。井口保护装置筒身应使用金属材质，内径应大于井管直径150mm,筒身高度大于40cm;内部设置挂钩，以固定传输仪器；井盖中心部分应使用高密度树脂材料；井口锁应采用防盗专用锁。井口保护装置筒身喷涂红色底漆。9.1.2井口保护装置的固定井口保护装置脚架应植入水泥基座0.2m以深，筒体水平、周正。水泥基座尺寸(长×宽×高)为9.1.3标识要求监测井标识参照DZ/T0309—2017中第6章执行，并满足下列要求：话等；b)标识牌采用铜或不锈钢等材料，利用铆钉固定于井口保护装置外筒上，文字宜采用蚀刻工艺，也可直接喷涂在井口保护装置筒身，宜采用白色涂料。9.2监测仪器安装9.2.1监测仪器监测仪器由压力式水位计和集中数据传输主机两部分组成。监测仪器安装准备按照下列要求进行：护环等；b)将通信主机的电路板舱打开，安装通信卡，确保通信卡安装可靠；c)打开数据通信主机电池盒，安装电池。推荐使用碱性大容量干电池；d)按照通道编号连接水位计于集中数据传输主机的通信接口，拧紧防水螺母。9.2.3安装监测仪器安装按照下列要求进行：a)现场测量各通道水位：根据水位埋深及监测层位深度确定压力式水位计安装深度；b)安装水位计：将压力式水位计垂直悬挂于连续多通道管独立通道内，进入静水位以下1m以上，准确记录各通道对应的水位计编号；c)集中数据传输主机挂在井口保护装置挂钩，保证通信电缆可靠固定；d)清理天线安装位置，保持安装表面干燥平整，将天线贴装于安装面上；e)使用卫星定位系统对监测井定位；f)现场对监测仪器进行测试，确保正常工作；g)填写现场安装记录。10坐标与高程测量10.1应在监测井井口设立高程测量标志。10.2宜采用2000国家大地坐标系。10.3应达到四等以上水准精度。10.4高程测量参照GB/T12898执行。10.5在地面沉降或抬升剧烈的区域，应定期校正井口高程，校正频率视地面沉降或抬升程度确定，1年至数年不等。11施工安全与环保施工安全按照AQ2004—2005中第5、7章执行，并满足下列要求：a)制定应急预案，组织施工人员开展应急演练；b)施工现场应进行危险源辨识，列出危险源清单和安全防护措施；c)施工现场应定期开展安全检查，发现隐患及时处置；d)确保各工种掌握本工种操作技能，熟悉本工种安全技术操作规程；e)为施工人员配备劳动防护用品；g)施工现场应配备消防器材，定期检查器材有效期限。11.2环保环保应满足下列要求：a)施工现场布置及施工过程应符合当地